JP2011108964A

JP2011108964A - 回路形成基板の製造方法とその製造装置

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Publication number: JP2011108964A
Application number: JP2009264511A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Hamada; ▲隆▼博濱田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-06-02

Abstract

【課題】導電ペーストを貫通孔に充填後、プリプレグシートの両面に備えた離型性フィルムを剥離する工程を有する回路形成基板の製造方法において、離型性フィルム剥離時にプリプレグシートに発生した静電気により、導電ペーストの一部がプリプレグシートに飛散して静電吸着し、これが原因で回路配線のショートあるいは配線間絶縁抵抗の劣化が起こるという課題があった。
【解決手段】プリプレグシート１の両面に備えた離型性フィルム２を剥離する工程において、剥離時にプリプレグシート１を強制冷却装置６によって強制冷却することにより、導電ペースト４のプリプレグシート１への静電吸着を防止して、配線回路のショートおよび絶縁信頼性劣化のない高品質で高信頼性を実現するための回路形成基板が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、回路形成基板の製造方法とその製造装置に関するものである。

近年の電子機器の小型化・高密度化に伴って、電子部品を搭載する回路形成基板も従来の片面基板から両面、多層基板の採用が進み、より多くの回路を基板上に集積可能な高密度回路形成基板の開発が行われている。

回路基板では、高密度化を妨げる要因となっていたメッキスルーホールに代わって、導電ペーストによるインナービアホール接続による回路基板の製造方法が提案されている。

この回路基板の製造方法は、両面に離型性を有する高分子フィルム（以下離型性フィルムと称する）を備えたプリプレグシートに貫通孔をあけ、その穴に導電ペーストを充填し、離型性フィルムを剥離した後、プリプレグシートの両面に金属箔を張り付けて加熱圧接することで基板の両面を電気接続し、さらに金属箔をエッチングによってパターニングして回路形成するものである。

以下従来の回路基板の製造方法について図面を参照しながら説明する。

図３（ａ）〜（ｆ）は従来の回路基板の製造工程を示す工程断面図である。

まず、図３（ａ）に示すように、厚さ約２０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の高分子フィルム片面にシリコーン系の離型層を形成した離型性フィルム２２を両面に備えた、寸法が５００ｍｍ、厚さｔ₁ｍｍのプリプレグシート２１が準備される。プリプレグシート２１としては、例えばガラス繊維の織布に熱硬化性エポキシ樹脂を含浸させた複合材が用いられる。

次に図３（ｂ）に示すように、プリプレグシート２１の所定の位置にレーザなどのエネルギービームを利用して貫通孔２３が形成される。

次に図３（ｃ）に示すように、プリプレグシート２１を印刷機（図示せず）のテーブル上に配置し、導電ペースト２４が離型性フィルム２２の上から印刷され、貫通孔２３に充填される。この時、上面の離型性フィルム２２は印刷マスクとプリプレグシート２１の汚染防止の役割を果たしている。

次に図３（ｄ）に示すように、プリプレグシート２１の両面の離型性フィルム２２が剥離される。そして、図３（ｅ）に示すようにプリプレグシート２１の両面に銅箔などの金属箔２５を張り付け、この状態で加熱加圧することにより、図３（ｆ）に示すようにプリプレグシート２１と金属箔２５とが接着されると同時に、プリプレグシート２１が厚さｔ₂ｍｍまで圧縮（ｔ₁＞ｔ₂）して両面の金属箔２５が導電ペースト２４によって電気的に接続される。この時、プリプレグシート２１の一構成成分であるエポキシ樹脂および導電ペースト２４は硬化する。

その後、両面の金属箔２５を選択的にエッチングして回路パターン（図示せず）を形成することで両面の回路基板が得られる。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

特開平６−２６８３４５号公報

しかしながら、上記従来の構成では以下の課題があった。

レーザ等によりプリプレグシート２１に貫通孔２３をあけると、図３（ｂ）に示すように両面の離型性フィルム２２にも同時に貫通孔２３が形成される。

しかし、図４に示すように導電ペースト２４充填後に離型性フィルム２２を剥離すると、離型性フィルム２２にも形成された貫通孔２３内壁面にわずかながら導電ペースト２４が付着する。そして、離型性フィルム２２剥離時にプリプレグシート２１に発生した静電気により、導電ペースト２４の一部がプリプレグシート２１に飛散して静電吸着する。

特に充填面と反対の面においては、スキージによりペーストが掻き取られる充填面に比べて、離型性フィルム２２に形成された貫通孔２３内壁面に付着する導電ペースト２４の量が多くなるため、この現象は顕著になる。そして、この吸着した導電ペースト２４が回路形成工程においても残っており、これが原因で回路配線のショートあるいは配線間絶縁抵抗の劣化が起こるという課題があった。この課題は、配線パターンが高密度になるほど顕著になってくる。

本発明は、剥離工程の導電ペースト飛散による配線回路のショートおよび絶縁信頼性の低下を防止するもので、歩留まりの向上を図り、高品質で高信頼性の回路基板を実現するための回路形成基板の製造方法とその製造装置および回路形成基板用材料を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の回路形成基板の製造方法は、離型性フィルムを両面に備えたプリプレグシートに貫通孔をあける工程と、前記貫通孔に導電ペーストを充填する工程と、前記離型性フィルムを剥離する工程と、前記プリプレグシートの両面に金属箔を加熱圧接する工程と、エッチングにより回路形成する工程とを備え、前記離型性フィルムを剥離する工程は、充填された前記導電ペーストを剥離前に強制冷却することを含むことを特徴とするものである。

この発明によれば、導電ペースト飛散による配線回路のショートや絶縁信頼性の低下を防止し、高品質で信頼性の高い回路形成基板を提供することができるものである。

以上のように本発明によれば、離型性フィルム剥離工程においてプリプレグシートを強制冷却することにより、導電ペースト飛散による配線回路のショートや絶縁信頼性の低下を防止するもので、歩留まりの向上を図り、高品質で高信頼性の回路形成基板を実現できるという有利な効果が得られる。

本発明の第１の実施の形態における回路形成基板の製造方法の工程断面図本発明の第２の実施の形態における剥離工程の断面図従来の回路形成基板の製造方法の工程断面図従来の回路形成基板の製造方法における課題を示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図１、図２を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態における回路形成基板の製造方法を示す工程断面図である。工程は、穴加工工程（ｂ）、導電ペースト充填工程（ｃ）、離型性フィルム剥離工程（ｄ）、加熱加圧工程（ｅ，ｆ）および回路形成工程の順序で構成される。

プリプレグシート１は、熱硬化性樹脂（例えばエポキシ樹脂）とガラス繊維織布の複合材料となっている。熱硬化性樹脂は完全に硬化したものではなく、未硬化分を含むいわゆるＢステージ状態である。

また、２は、厚さ約２０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の高分子フィルムに、膜厚が１００オングストローム程度のシリコーン系の離型層を片面に形成した離型性フィルムであり、プリプレグシート１の両面にはこの離型層面が接するような構成で接着されている。

厚さ約１５０μｍのプリプレグシート１は、レーザ加工機により炭酸ガスレーザビームなどのエネルギービームをプリプレグシート１上に照射して、穴径が約２００μｍの貫通孔３を形成する。

更に、図１（ｃ）に示すように導電性粒子とエポキシ系樹脂を主体とする導電ペースト４を印刷法等により貫通孔３に充填した後（充填面を上面、その反対面を下面とする）、図１（ｄ）に示すように上下面の離型性フィルム２を剥離する。

そして、図１（ｅ）に示すように金属箔５をプリプレグシート１の両面に重ね合わせて加熱加圧することにより、図１（ｆ）に示すようにプリプレグシート１は厚み方向に圧縮成形され、導電ペースト４によってプリプレグシート１の両面に重ね合わせた金属箔５は電気的に接合される。最後に、両面の金属箔５を選択的にエッチングして回路パターンを形成することで両面の回路形成基板が得られる（図示せず）。

それでは本実施の形態における特徴部分について説明する。

剥離工程における強制冷却処理は、離型性フィルム剥離装置内に設けた強制冷却装置６によって行われる。具体的には、図１（ｄ）に示すように剥離直後のプリプレグシート１近傍に片面もしくは両面に配した強制冷却装置６により、充填された導電ペースト４を強制的に冷却する。

（当然のことながら剥離した離型性フィルム２にも静電気は発生するが、この静電気の除電は行わない）。

これにより、導電ペーストを瞬間的に冷却し、導電ペーストを凍結あるいは導電ペースト粘度を増大させることにより導電ペーストの強度を一時的に向上させ、離型性フィルム２の貫通孔３内壁に付着した導電ペースト４は剥ぎ取られることなく残存させることができる。

なお、剥離時には強制冷却装置６を固定してプリプレグシート１を移動させながら、あるいはプリプレグシート１を固定して強制冷却装置６を移動させながら離型性フィルム２を剥離することにより、強制冷却装置６が常に剥離直後のプリプレグシート１表面近傍に配され、効率的に導電ペーストを瞬間的に冷却することができる。

（実施の形態２）
工程は、基本的に離型性フィルム剥離工程以外は実施の形態１と同じ構成なので、詳細な説明は省略する。

剥離工程における強制冷却する手段７は、離型性フィルム剥離装置内に設けた強制冷却装置などによって行われる。具体的には、図２（ａ）に示すように離型性フィルム２の剥離直後近傍に強制冷却する手段７を設置する。強制冷却する手段７の帯電量は、プリプレグシート１の熱容量に応じて瞬間的に０度以下になるような条件で行う。

これにより、離型性フィルム２の貫通孔３内壁に付着した導電ペースト４は、強制冷却する手段７に強制的に冷却され、プリプレグシート１に静電吸着することはない。

ここで、図２（ａ）に示すように強制冷却する手段７が対向する場合、一方の離型性フィルム２に付着した導電ペースト４が、上下両方の強制冷却する手段７によってプリプレグシート１が過冷却される可能性がある。

そこで、図２（ｂ）に示すように強制冷却する手段７をお互いずらして配置して、一方の面を剥離開始した後に少し遅れてもう一方の面を剥離開始する。または大きくずらして片面ずつ全面剥離を行う。

なお、図２（ａ）において片側の強制冷却する手段７のみを用いて片面を全面剥離した後、プリプレグシート１を反転させ再度同じ強制冷却する手段７を用いてもう一方の面を全面剥離することによっても同じ効果が得られる。

なお、以上の実施の形態では穴加工方法として炭酸ガスレーザを用いて説明したが、その他の気体レーザおよびＹＡＧレーザ等の固体レーザ、エキシマレーザ、あるいはレーザ以外のエネルギービームの使用、そしてエネルギービーム以外にドリル加工、プラズマエッチング、パンチングも可能である。

また、両面回路形成基板について説明したが、工程を繰り返すことにより多層回路形成基板が得られることは言うまでもない。更に、高分子フィルムにはＰＥＴ以外に、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＰＯ（ポリフェニレンオキサイド）等を用いても良い。

また、織布の代わりに不織布を使用すること、および織布あるいは不織布を構成する繊維としてガラス以外の無機繊維材料あるいはアラミド等の有機繊維材料などの使用すること、熱硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂を用いることも可能である。

本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではない。

特に、高密度配線回路基板においては有効な手段となり、本発明の産業上の利用可能性は大といえる。

１プリプレグシート
２離型性フィルム
３貫通孔
４導電ペースト
５金属箔
６強制冷却装置
７強制冷却する手段
８離型性導電フィルム

Claims

離型性フィルムを両面に備えたプリプレグシートに貫通孔をあける工程と、前記貫通孔に導電ペーストを充填する工程と、前記離型性フィルムを剥離する工程と、前記プリプレグシートの両面に金属箔を加熱圧接する工程と、エッチングにより回路形成する工程とを備え、前記離型性フィルムを剥離する工程は、充填された前記導電ペーストを剥離前に強制冷却することを含むことを特徴とする回路形成基板の製造方法。
離型性フィルムを剥離する工程は、両面のプリプレグシートの剥離部近傍に強制冷却を行う手段を配設して強制冷却を行うことを特徴とする請求項１に記載の回路形成基板の製造方法。
強制冷却を行う手段の冷却量は、離型性フィルムを有するプリプレグシートを０℃以下にすることを特徴とする請求項１に記載の回路形成基板の製造方法。
片側の離型性フィルムのみを強制冷却しながら全面剥離した後、もう一方の離型性フィルムを強制冷却しながら剥離することを特徴とする請求項２に記載の回路形成基板の製造方法。
片側の離型性フィルムを強制冷却しながら剥離開始した後に、遅れてもう一方の離型性フィルムを強制冷却しながら剥離開始することを特徴とする請求項２に記載の回路形成基板の製造方法。
離型性フィルムを両面に備えたプリプレグシートの前記離型性フィルムを剥離する手段と、剥離時に離型性フィルムと前記プリプレグシートを強制冷却する手段とを備えたことを特徴とする回路形成基板の製造装置。
強制冷却する手段は、前記プリプレグシートから離型性フィルムを剥離する剥離部近傍に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の回路形成基板の製造装置。
片側の離型性フィルムのみを強制冷却しながら全面剥離した後、もう一方の離型性フィルムを強制冷却しながら剥離する動作を備えることを特徴とする請求項６に記載の回路形成基板の製造装置。
片側の離型性フィルムを静電吸着しながら剥離開始した後に、遅れてもう一方の離型性フィルムを静電吸着しながら剥離開始する動作を備えることを特徴とする請求項８に記載の回路形成基板の製造装置。